摘要(yao):通過對1台DN80氣體渦(wo)輪流量計 在1m³/h~1.5max流量(liàng)範圍内進行實驗(yàn)，得出氣體渦輪流(liu)量計的儀表系數(shu)K與流量qr.之間的特(tè)性曲線,表明在0.8qmin以(yǐ)下儀表系🈲數不穩(wen)定，流量計超差:在(zài) qmax~1.5max範圍内儀表系數(shù)穩定性好，流量計(jì)精度高，由此說明(míng)實驗所選型号的(de)氣體渦輪🌈流量計(jì)，儀表系數在🆚标稱(chēng)流量範圍以外仍(reng)有可能滿足計量(liàng)要求，特别是大于(yu)标稱流量上🙇‍♀️限後(hòu)儀表系✨數仍然穩(wěn)定,在學👌術研究領(lǐng)域擴展了思路，也(ye)爲選型應用提供(gòng)❌了借鑒的經驗。
　　氣(qi)體渦輪流量計具(ju)有精度高、測量範(fàn)圍寬、重複性好、壓(yā)力損失小、耐高壓(ya)、多種顯示方式、安(ān)裝維修方便、耐腐(fu)蝕等優點叫已被(bei)🈚廣泛應用于天然(rán)氣貿易結算計☔量(liang)，甚至還作爲量值(zhi)傳🏃遞的标準儀表(biao)。
　　根據其計量原理(lǐ)，流量計的傳感器(qì)應有一個經标💯準(zhun)📞裝♋置檢定給出的(de)儀表系數，其精度(dù)和流量範圍必須(xu)滿足🍉流量計技術(shù)規範的要求，正确(que)的儀表系數值是(shi)保證流量計計🈲量(liàng)精度🔱的基本保證(zhèng)。在理想狀态下，也(yě)就是假定渦輪處(chù)于勻速運動㊙️的平(píng)衡狀态,機械摩擦(cā)阻力矩和流💔體阻(zu)力矩都🌂足夠小甚(shèn)至可以忽略不計(ji)的狀态,儀表系數(shù)與流量的關系爲(wei)(1)式:
 
　　式中:f爲脈沖頻(pin)率:qv爲流體體積流(liú)量;Z爲渦輪葉片數(shù):θ爲葉片結構角;A爲(wèi)流通截面積;r爲葉(yè)片平均半徑.
　　可見(jiàn)，理想特性僅與渦(wo)輪流量計的結構(gòu)參數有關，與流體(ti)的⭕流動狀況無關(guan),儀表系數爲一個(gè)常數，在K-qv圖上🏃🏻爲一(yī)平行于橫軸的直(zhi)線。
　　在已報道的很(hen)多文獻及書籍中(zhōng)，作者都通過建立(lì)數學模型來對氣(qì)體渦輪流量計的(de)工作特性進行較(jiào)爲詳細地分析與(yu)🏃‍♂️描述⁉️、但在實際應(ying)用的過程中儀表(biǎo)系數K與流量qv之間(jian)呈現出來的關系(xì)究竟是否🈲符合已(yǐ)有的結論呢㊙️?而對(duì)于标稱流量範圍(wei)之外,尤其是當實(shí)際流量超出标稱(cheng)流量上限後，儀表(biao)系數與流量之間(jiān)👈的關系又呈現什(shí)麽樣的狀态呢?目(mù)前這方面還鮮有(yǒu)人進行研究。對此(ci)基于以下實驗進(jin)行相關分析。
1實驗(yan)方案
1.1環境條件
　　溫(wēn)度24~25℃,相對濕度30%~35%，大氣(qì)壓力94~95kPa,采用表後取(qu)壓。
1.2實驗設計
　　實驗(yan)選用了1台DN80的氣體(tǐ)渦輪流量計，其标(biāo)稱流量範❤️圍爲❤️20~400m³/h,精(jing)度等級爲1.0級。由于(yu)實驗是研究性的(de)而不是🈚對流量計(ji)☔的檢定，并考慮到(dao)實驗用臨界流噴(pēn)嘴氣體流量标準(zhun)裝☎️置實際情況，将(jiāng)流量檢定範圍确(que)定爲例!:1m³/h~1.5qmax即1~600m³/h，在💯流量(liàng)範圍内埃勻選取(qu)35個流量點,共進行(háng)188組實驗,得到的流(liu)量計K-qv曲線如圖1所(suǒ)示🎯。
 
2數據分析
　　由表(biǎo)1實驗數據知，在1m³/h時(shi)無信号輸出，2m/h時開(kāi)始有流量，說明其(qi)始動流量在1~2m³/h之間(jiān)間。在流量計的流(liu)量大于始動流量(liang)而小于傳感器流(liú)量下限的情況下(xià)，儀表🏒系數K随着流(liú)量qv的增大而迅速(sù)增大，此✨時流體處(chu)于層流流動狀态(tai),其特性受軸承摩(mó)擦力、流體黏性阻(zǔ)㊙️力影響較大B!:當流(liú)量低于0.8qmin時，儀表系(xi)數随着流量迅速(su)變化，其測量誤差(chà)在流量計的允差(cha)範圍外，儀表系數(shù)本身不準确,不能(néng)作爲實際檢測流(liú)量.
　　儀表系數K在30m/h處(chù)出現峰值,該點爲(wèi)層流與紊流的交(jiao)界點，在此之後流(liú)體處于紊流狀态(tài)，儀表系數則開⭐始(shi)呈🌐現出常數的特(te)征，當流體黏度确(què)定時，儀表系數與(yu)傳感器的結構尺(chi)寸有關;而在qmax~1.5qmax的♈流(liu)量範圍内，儀表系(xi)數仍然具有非常(chang)好的穩定性。具體(ti)儀表系數及線性(xing)度、重複性列于表(biao)1.
　　依據JJG1037-2008(渦輪流量計(jì))國家計量檢定規(guī)程，渦輪流量計的(de)儀表系數K,線性度(du)EL和重複性E,分别定(ding)義爲:
 
　　式中:(E)爲第i個(gè)測量點的系數重(zhong)複性;Kr爲.第i個流量(liàng)點的平均儀表系(xì)數:n爲第i個流量點(dian)的測量次數:Kij爲第(dì)💁i個流📧量點第j次測(ce)量得到的儀表系(xi)數值;`K爲流量計儀(yí)表系數值;(Ki)max爲各流(liú)量點系數Ki中最大(da)值:(Ki)min爲各流量點系(xì)數K中最小值:EL爲♍線(xiàn)性度。
　　從表1中數據(ju)可以看出，在qmin~0.2qmax的流(liu)量範圍内，儀表系(xi)數出現峰值,線性(xìng)度爲0.590%,重複.性爲0.069%，其(qí)測量誤差已在允(yǔn)差範✨圍内♋(±2%)，符合流(liu)量計精度要求:在(zài)0.2qmax~1.5qmax的流量範圍内，儀(yí)表系數始終處于(yu)穩定的狀态,尤其(qi)是在 qmax~1.5q,max的流量範圍(wei)内，線性度僅爲0.109%，重(zhong)複性高🔴達0.046%,儀表系(xi)🌂數變化幅度非常(chang)小，流量計的測量(liang)🏃🏻正确率就非常高(gāo)。
 
3結論與讨論
　　實驗(yàn)通過對不同流量(liàng)範圍内儀表系數(shù)與流量關系的研(yan)究🍓，可以看出,渦輪(lún)流量計儀表系數(shù)可以分爲兩⭐段"即(jí)線性段和非線性(xing)段，非線性段内儀(yí)表系數随流量變(biàn)化有較大變化，線(xiàn)性段儀表系數也(yě)有一定變化，但幅(fu)度非常小，而在qmax~1.5qmax的(de)範圍内,儀表系數(shù)仍然處于非🙇🏻常穩(wen)定的狀态，該實驗(yàn)結論是其他研究(jiū)中沒有涉❄️及到的(de)，對渦輪流🚶‍♀️量計的(de)實際應🌈用具有一(yī)定的參考意義。
　　從(cóng)流量計的使用壽(shou)命方面考慮，對于(yu)每日儀表實際運(yùn)行時🔞間不超過8h的(de)斷續工作場合,選(xuǎn)擇實阿使用時最(zui)大流量的1.3倍作爲(wei)流量範圍上限，對(dui)于每日🔴儀表實際(jì)運行時間不🔆低于(yú)8h的連續工作場合(hé)，選擇實際使用時(shi)最大流量的1.4倍作(zuo)爲流量範圍上限(xian)，而儀表下限流量(liàng)以實際使用最小(xiǎo)流量的0.8倍爲合适(shi)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼隊本次實驗結果(guǒ)也證明在這些流(liu)量範圍内儀表系(xì)數是符🚶‍♀️合檢測精(jīng)度要求的。

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